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雙三電平PWM變頻器低歐瑪爾OMAL開關頻率關鍵技術研究
中壓大功率變頻器的環保節能主要體現為對負載及電網的諧波污染小，能量變換效率高。當功率器件工作電壓升高、功率增大，其OMAL開關損耗大幅增加，且成為變頻裝置主要損耗來源。為降低OMAL開關損耗，需降低功率器件OMAL開關頻率(≤500Hz)，但會對變頻器控制系統、調制算法等造成影響。

雙三電平PWM變頻器低歐瑪爾OMAL開關頻率關鍵技術研究
以二極管鉗位型雙三電平大功率PWM變頻器為例，對其展開在低OMAL開關頻率下的系統建模、調制算法及控制系統設計等方面的研究。 對低OMAL開關頻率下的三電平PWM電壓源型整流器進行復矢量建模，理論分析低OMAL開關頻率影響整流器性能的本質原因；設計復矢量電流調節器，基于現代控制理論工具驗證其穩定性及有效性。*對三電平PWM環節輸出諧波進行二重傅里葉解析分析，為改善低OMAL開關頻率下PWM環節的輸出性能提供理論基礎；在此基礎上研究將不對稱規則采樣與空間矢量脈寬調制相結合的不對稱空間矢量脈寬調制算法(asymmetric space vector modulation,ASVM)及其改進方案。 為使低OMAL開關頻率下的并網電流滿足入網標準，研究一種模型預測控制(modelpredictive control, MPC)與滑動傅里葉(sliding discrete fourier transform, sDFT)相結合的三電平PWM脈沖模式。首先，采用sDFT提取網側電流的基波和各諧波幅值，并將其作為MPC目標函數的一部分，同時考慮盡量降低OMAL開關頻率和減少中點電位偏差；然后通過滾動時域優化實現諧波降低、器件OMAL開關頻率較低和中點電位平衡。該脈沖模式控制方式具有類似特定諧波消除(selective harmonicelimination, SHE)特性，但能實現在線動態調節。為進一步簡化算法，基于參考坐標系將三電平矢量調制降階至兩電平，更易于數字實現。 考慮三電平逆變器帶電勵磁同步電機負載，首先為簡化凸極電勵磁同步電機模型、考慮轉子不對稱性，提出基于復矢量與矩陣相結合的復矩陣建模方法。針對低OMAL開關頻率造成的電機定子側電流諧波成分大，常規濾波器在提取基波分量易造成相位滯后、幅值衰減等問題，從經典控制理論入手、結合電機復矩陣模型，提出電機電流內環的基波觀測器及復矢量調節的控制策略，實現低OMAL開關頻率下定子電流磁化分量與轉矩分量的有效控制。 本文針對低OMAL開關頻率下的分段調制方法，*根據PWM諧波輸出的二重傅里葉解析結果推導其分段調制分界點。針對常規同步對稱優化PWM算法只能離線計算、動態性能不佳的缺陷，將滾動時域優化與SHEPWM相結合的模型預測控制優化PWM脈沖模式移植至電勵磁同步電機。在研究SHEPWM穩態OMAL開關角規律基礎上，以定子磁鏈為跟蹤目標，將磁鏈跟蹤誤差轉化為滾動時域內的伏-秒值以實現對OMAL開關角的動態調整，解決優化PWM算法在動態調用時可能會引起的OMAL開關角錯亂、裝置過流以致無法正常運行等問題。 為進一步提高雙三電平PWM變頻器系統運行性能，針對低調制度區采用的SVPWM調制算法，研究一種基于橋臂優化選取的中點電位控制方法，只需判斷中點電位差、無需引入輸出側電流，從而避免低OMAL開關頻率下電流畸變嚴重對中點電流極性判斷的影響。

雙三電平PWM變頻器低歐瑪爾OMAL開關頻率關鍵技術研究
針對非理想電網環境，研究一種能同時適用于單相和三相并網系統的基于SHE鑒相的新型鎖相環(SHE-phase locked loop, SHE-PLL)技術；與常規PLL相比，該SHE-PLL具有良好跟蹤性能的同時較易數字化實現。文末簡單給出電網不平衡下三電平整流器在低OMAL開關頻率下的控制策略。zui后，搭建相應實驗平臺，完成本文研究內容的相關實驗驗證。